Fyzika extrémně nízkých teplot

Prezentace na téma: "Fyzika extrémně nízkých teplot"— Transkript prezentace:

1 Fyzika extrémně nízkých teplot
Libor Vysloužil PřF MU

2 Absolutní nula ideálního plynu
definice: jestliže v~0, pak T~0 Libor Vysloužil PřF MU

3 Etropie S S – entropie- udává míru neuspořádanosti systému
druhá věta termodynamická pro izolovaný systém: v izolovaném systému entropie neklesá (tj. dokud systém není v rovnováze, entropie S roste a v rovnováze dosáhne maximální, konstantní hodnoty). energie se zachovává a entropie roste => energie nemůže sloužit jako kritérium samovolnosti. Clausiova nerovnost: Teplota je mírou střední energie chaotických pohybů na úrovni molekul. Entropie je mírou neuspořádanosti – chaosu. Tyto dvě veličiny (teplo a teplota) souvisí Clausiovou nerovností.

4 Třetí termodynamická věta
umožňuje určit absolutní hodnotu entropie nulová změna entropie při vzniku sloučenin z prvků Nule termodynamické teploty se můžeme velmi přiblížit, leč 0 K je nedosažitelný limit.  

5 Zajímavé vlastnosti Při teplotách blížících se absolutní nule přestávají různé vlastnosti látek záviset na teplotě, příslušné fyzikální veličiny se tedy stávají konstantami, velmi často nulovými. molární tepelné kapacity : Stejně se chovají i jiné veličiny jako viskozita elektrický odpor vodičů, magnetická susceptibilita látek využití: supratekutost a supravodivost

6 Nejnižší dosažené teploty
1) uchopení atomů do tzv. optické pinzety tvořené laserovými paprsky. 2) „polapení“ do magnetickooptické pasti. 3) adiabatické dekomprese, při němž síť magnetických polí odstranila teplejší atomy. 4)Stavová rovnice:zvyšujeme-li tlak, plyn se zahřívá, snižujeme-li tlak, dochází k ochlazování Rekord: září Wolfgang Ketterle (MIT)- 450 pK

7 Měření nízkých teplot sledování velikosti stínu atomového mraku, který vzniká po osvětlování laserovým světlem Libor Vysloužil PřF MU

8 supratekutost * Supratekutá látka nebo též supratekutina (z lat. supra = nad) je kapalina s nulovou viskozitou. Tato vlastnost se nazývá supratekutost. * Teplotu, při níž se daná látka stává supratekutou, nazýváme kritickou teplotou a ta je charakteristická pro daný materiál. * Atom He je jako celek boson=>neplatí pauliho vylučovací princip a proto k jevu supratekutosti dochází díky vzniku BEC.

9 Fázový diagram helia

10 supravodivost jev kvantové mechaniky, při němž materiál neklade žádný zaznamenatelný odpor průchodu elektrického proudu Meisnerův jev:supravodič se v magnetickém poli chová jako dokonalé diamagnetikum

11 na bocích vagónů - supravodivé cívky- vytváří silné magnetické pole
MAGLEV na bocích vagónů - supravodivé cívky- vytváří silné magnetické pole Toto pole interaguje s polem na bocích kolejiště => vlak se vznáší magnety chlazeny kapalným dusíkem => vysokoteplotní supravodivost Libor Vysloužil PřF MU

12 Děkuji za pozornost